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激酶Akt和/或激酶AMPK及其激活劑在降血糖方面的應(yīng)用

文檔序號(hào):9933832閱讀:2905來源:國(guó)知局
激酶Akt和/或激酶AMPK及其激活劑在降血糖方面的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于藥理學(xué)領(lǐng)域,涉及降血糖相關(guān)藥物靶標(biāo)和藥物分子的發(fā)現(xiàn),具體涉及 激酶Akt和/或激酶AMPK及其激活劑在降血糖方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] PI3K/Akt通路廣泛存在細(xì)胞中,是參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化調(diào)節(jié)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通 路。PI3K由一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為110 X103的催化亞基pllO和一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為85X10% 調(diào)節(jié)亞基P85構(gòu)成。p85的氨基端含有SH3結(jié)構(gòu)域和能與SH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合的脯氨酸富集區(qū),其 羧基端含有2個(gè)SH2結(jié)構(gòu)域及1個(gè)與pllO結(jié)合的區(qū)域。PI3K的pllO亞基與蛋白激酶具有同源 性,本身既具有Ser/Thr激酶的活性,也具有磷脂酰肌醇激酶的活性。根據(jù)PI3K的pllO結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)和底物分子不同可將其分為三大類:Ι、Π 、ΙΠ 3個(gè)亞型。I型分為IA和IB亞類,IA亞類包 括?11〇€1、?11(^、?11(^,能與 1)85形成二聚體;18亞類包括?110丫,它并不與?85結(jié)合,而是與 1個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為101 Χ103的接頭蛋白結(jié)合,此接頭蛋白可介導(dǎo)G蛋白的β、γ亞基活化 pllO; Π 型ΡΙ3Κ是含有C2結(jié)構(gòu)域的ΡΙ3Κ;ΙΠ 型ΡΙ3Κ是在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的與酵母的 VPS34分子結(jié)構(gòu)同源的蛋白。Akt,又稱蛋白激酶B(protein kinase B,PKB),是1種絲氨酸/ 蘇氨酸蛋白激酶。目前發(fā)現(xiàn)至少存在3種Akt家族成員:Aktl/PKBa、Akt2/PKBi3、Akt3/PKB γ。 Akt/PKB的催化區(qū)與ΡΚΑ有65 %同源性,與PKC有75 %同源性,不同的是,Akt氨基端含有1個(gè) 特異性作用于底物中絲氨酸/蘇氨酸殘基并使其磷酸化的血小板-白細(xì)胞C激酶底物同源結(jié) 構(gòu)區(qū)域(PH),可介導(dǎo)脂質(zhì)-蛋白質(zhì)和(或)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的相互作用,Akt羧基端是疏水 區(qū),富含脯氨酸。Akt的PH區(qū)在進(jìn)化中是高度保守的,表明其可能具有重要的功能。PI3K可被 G蛋白偶聯(lián)受體和(或)蛋白酪氨酸激酶受體激活,也可被Ras蛋白激活。PI3K對(duì)磷脂酰肌醇 環(huán)上的3位羥基進(jìn)行磷酸化產(chǎn)生磷酸化的磷脂酰肌醇:包括3-磷酸磷脂酰肌醇(PI-3P)、3, 4-二磷酸磷脂酰肌醇(?1-3,442)、3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇(?1-3,4,5-?3)多種生長(zhǎng)因子 主要通過PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路而發(fā)揮作用。Akt/PKB是PI3K信號(hào)傳導(dǎo)途徑中一個(gè)重要的 下游靶激酶,分子量為60KD,PI3K激活后的產(chǎn)物PI-3,4-P2及PI-3,4,5-P3與Akt的PH區(qū)結(jié) 合,不僅導(dǎo)致Akt發(fā)生從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)位,還可促使其構(gòu)象發(fā)生改變,從而得以在 Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化激活,而Ser473和(或)Thr308位點(diǎn)的磷酸化是Akt激活的必要 條件。另外,Akt的激活尚需要磷脂酰肌醇依賴的蛋白激酶(PDK)參與,PDK21只能使Thr308 位點(diǎn)磷酸化,而對(duì)Ser473位點(diǎn)無直接作用,但Akt的PH區(qū)與脂質(zhì)產(chǎn)物的高親和力結(jié)合,促進(jìn) 了 Η)Κ-1/Η)Κ-2復(fù)合體的形成,后者具有Ser473位點(diǎn)磷酸化的能力?;罨腁kt,進(jìn)一步激活 其下游的因子,如bcl-2家族、E2F、叉頭轉(zhuǎn)錄因子(FKHR)和S6蛋白激酶等,對(duì)細(xì)胞周期、凋亡 等產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。PI3K活化產(chǎn)生的PIP3不能直接使Akt磷酸化,能夠使Akt磷酸化的是磷酸 肌醇依賴性激酶-l(PDK-l),當(dāng)細(xì)胞受到細(xì)胞外信號(hào)的刺激后,PI3K活化產(chǎn)生PIP3使Akt/ PKB轉(zhuǎn)位到細(xì)胞膜后,不僅使Akt/PKB本身獲得催化活性,催化其自身的Ser 124和Thr450磷 酸化,并且使Akt/PKB和PDK-1同時(shí)定位在細(xì)胞膜上,PDK-1就能催化Akt/PKB的Ser473和 Thr308磷酸化,使Akt/PKB完全活化,從而引起信號(hào)傳導(dǎo)通路的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。
[0003] 目前,尚未見激酶Akt及其激活劑與降血糖的相關(guān)報(bào)道,更未見激酶Akt與其他靶 標(biāo)(如激酶AMPK)聯(lián)合用于降血糖的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種用于篩選降血糖藥物的藥物靶標(biāo),包括激酶Akt;
[0005] 本發(fā)明的第二目的在于提供上述激酶Akt的激活劑在制備降血糖藥物中的應(yīng)用;
[0006] 本發(fā)明的第三目的在于提供一種基于激酶Akt激活劑的降血糖藥物制劑;
[0007] 本發(fā)明的第四目的在于提供一種藥物靶標(biāo)組合物,包括激酶Akt和激酶AMPK;
[0008]本發(fā)明的第五目的在于提供上述激酶Akt激活劑和激酶AMPK激活劑的組合物在制 備降血糖藥物中的應(yīng)用;
[0009] 本發(fā)明的第六目的在于提供一種基于激酶Akt激活劑和激酶AMPK激活劑組合物的 藥物制劑。
[0010] 本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:
[0011] -種篩選降血糖藥物的藥物靶標(biāo),包括激酶Akt。激酶Akt的激活劑可以提高脂肪 細(xì)胞的糖消耗,激酶Akt的抑制劑可以阻斷激活劑的這種作用,說明激酶Akt是降血糖靶標(biāo)。
[0012] 上述激酶Akt的激活劑在制備降血糖藥物中的應(yīng)用。激酶Akt的激活劑可以提高脂 肪細(xì)胞的糖消耗,激酶Akt的抑制劑可以阻斷激活劑的這種作用,說明激酶Akt是降血糖藥 物的作用靶標(biāo),激酶Akt的激活劑可以用于制備降血糖藥物。
[0013] 進(jìn)一步地,所述的激酶Akt的激活劑為野黃芩苷。野黃芩苷可以提高脂肪細(xì)胞激酶 Akt的磷酸化水平,進(jìn)而提高脂肪細(xì)胞的糖消耗和糖攝取;激酶Akt的抑制劑MK-2206可以阻 斷野黃芩苷的這種作用,說明野黃芩苷是激酶Akt的激活劑。
[0014] -種用于降血糖的藥物制劑,包含如上所述的激酶Akt的激活劑和藥學(xué)上可以接 受的載體。藥學(xué)上可以接受的載體包括稀釋劑、賦形劑、填充劑、粘合劑、濕潤(rùn)劑、崩解劑、吸 收促進(jìn)劑、表面活性劑、吸附載體或潤(rùn)滑劑。激酶Akt的激活劑可以提高脂肪細(xì)胞的糖消耗 和糖攝取進(jìn)而發(fā)揮降血糖作用。
[0015] -種篩選降血糖藥物的藥物靶標(biāo)組合物,包括如上所述的激酶Akt,還包括激酶 AMPKo
[0016] 上述藥物靶標(biāo)組合物的激活劑在制備降血糖藥物中的應(yīng)用,包括激酶Akt的激活 劑和激酶AMPK的激活劑。激酶Akt的激活劑和激酶AMPK的激活劑可以協(xié)同提高脂肪細(xì)胞的 糖消耗和糖攝取,效果優(yōu)于激酶Akt的激活劑或激酶AMPK的激活劑單獨(dú)作用的效果。
[0017] 一種用于降血糖的藥物制劑,包括上述的激酶Akt的激活劑和激酶AMPK的激活劑, 以及藥學(xué)上可以接受的載體?;诩っ窤kt的激活劑和激酶AMPK的激活劑之間的協(xié)同作用, 可以制備降血糖藥物組合物,包括激酶Akt的激活劑和激酶AMPK的激活劑,實(shí)現(xiàn)多靶增效、 降低單藥給藥劑量的目標(biāo)。
[0018] 進(jìn)一步地,所述激酶Akt的激活劑為野黃芩苷。野黃芩苷可以提高脂肪細(xì)胞激酶 Akt的磷酸化水平,進(jìn)而提高脂肪細(xì)胞的糖消耗和糖攝取;激酶Akt的抑制劑MK-2206可以阻 斷野黃芩苷的這種作用,說明野黃芩苷是激酶Akt的激活劑。
[0019] 進(jìn)一步地,所述激酶AMPK的激活劑為黃芩苷。黃芩苷可以升高脂肪細(xì)胞基礎(chǔ)AMPK 的磷酸化水平,進(jìn)而提高脂肪細(xì)胞的糖消耗和糖攝取;激酶AMPK的抑制劑Compound-C可以 阻斷黃芩苷的這種作用,說明黃芩苷是激酶AMPK的激活劑。
[0020] 野黃芩苷和黃芩苷可以協(xié)同提高脂肪細(xì)胞的糖消耗和糖攝取,協(xié)同效果優(yōu)于野黃 芩苷或黃芩苷單獨(dú)作用的效果,可以開發(fā)成降血糖的藥物。
[0021] 進(jìn)一步地,所述藥學(xué)上可以接受的載體包括稀釋劑、賦形劑、填充劑、粘合劑、濕潤(rùn) 劑、崩解劑、吸收促進(jìn)劑、表面活性劑、吸附載體或潤(rùn)滑劑。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0023] 1、本發(fā)明提供的激酶Akt的激活劑野黃芩苷可以提高脂肪細(xì)胞的糖消耗糖攝取, 激酶Akt的抑制劑MK-2206可以阻斷野黃芩苷的這種作用,說明激酶Akt是降血糖藥物的作 用靶標(biāo),野黃芩苷可以通過提高激酶Akt的磷酸化水平發(fā)揮降血糖作用,可用于制備降血糖 藥物;
[0024] 2、激酶Akt的激活劑野黃芩苷和激酶AMPK的激活劑黃芩苷可以協(xié)同提高脂肪細(xì)胞 的糖消耗和糖攝取,協(xié)同效果優(yōu)于野黃芩苷或黃芩苷單獨(dú)作用的效果,說明激酶Akt的激活 劑和激酶AMPK的激活劑之間存在協(xié)同降血糖的作用,激酶Akt和激酶AMPK可以作為降血糖 藥物開發(fā)的協(xié)同靶標(biāo),野黃芩苷和黃芩苷的組合物可以開發(fā)成降血糖藥物。
【附圖說明】
[0025]圖1為野黃芩苷及阻斷劑MK-2206對(duì)脂肪細(xì)胞葡萄糖消耗量的影響;
[0026]圖2為黃苳苷及阻斷劑Compound-C對(duì)脂肪細(xì)胞葡萄糖消耗量的影響;
[0027]圖3為野黃芩苷對(duì)激酶Akt磷酸化水平的影響;
[0028] 圖4為黃芩苷對(duì)激酶AMPK磷酸化水平的影響;
[0029] 圖5為野黃芩苷、黃芩苷單用以及聯(lián)用對(duì)脂肪細(xì)胞糖攝取量影響的量效關(guān)系圖;
[0030] 圖6為野黃芩苷聯(lián)用黃芩苷對(duì)脂肪細(xì)胞糖攝取量的效應(yīng)(Fa)與合用指數(shù)(CI)的關(guān) 系。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容,但并不以此限定本發(fā)明保護(hù)范 圍。盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì) 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
[0032] 實(shí)施例1:野黃芩苷對(duì)激酶Akt的激活作用和對(duì)脂肪細(xì)胞糖消耗的促進(jìn)作用
[0033] 1、材料與方法
[0034] 1.1動(dòng)物或細(xì)胞來源
[0035] 3T3-L1小鼠成纖維細(xì)胞,購(gòu)自于ATCC。
[0036] 1.2試劑和樣品
[0037] DMEM不完全高糖培養(yǎng)液,江蘇凱基生物技術(shù)股份有限公司;巴西血清,Thermo Fisher Scientific;野黃苳苷(>98%),成都曼思特生物科技有限公司;2NBDG,invitrogen 公司;MK-2206,selleck公司;IBMX,地塞米松,胰島素,Sigma公司;葡萄糖測(cè)定試劑盒,上海 榮盛生物藥業(yè)有限公司。KRHB: (Krebs-Ringer phosphate-HEPES buffer)液:NaCl 118mmol/L,KCl 5mmol/L,CaCl2 1.3mmol/L,KH2P〇4 1.2mmol/L,MgS〇4*7H2〇 1.2mmol/L, HEPES 30mmol/L and 0.5%BSA,pH 7.4〇
[0038] 1.3儀器<
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